JP2006266061A - ウォータースイベル - Google Patents

Abstract

【課題】掘削時の衝撃に強く、環境面に配慮しながら、短期間で安価に製作可能であって、万一破損した場合でも容易に部品の交換が可能な構造のより耐久性に優れた掘削機への薬液を圧送するウォータースイベルを提供する。
【解決手段】 防止板９ａ、キャップ軸受け９ｂ、パッキン９ｃとからなる軸カバー９によりスイベル軸の中心の穴以外に被いを設け、スイベル軸の中心孔以外に薬液が接触しない構造とした。又、掘削時の衝撃をＶパッキンとスイベル軸の接触面やベアリング等の部品が受けないように衝撃吸収リング１０を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、掘削機に利用するウォータースイベルに関する。

ウォータースイベルは回転する回転軸カップリング８に連結されたドリリングロット（図示していない）、該ロット先端のビット（図示していない）及びガイドウォール（図示していない）等の掘削機械の上部に設置される。掘削時ウォータースイベルの上部の試錐ポンプ接続口２と試錐ポンプ（図示していない）間は導管を設け、試錐ポンプから圧送され、掘削穴周辺の土壌が崩れないように安定させるための、薬液（ベントナイト（粘土水等））を下部スイベル軸３、ドリリングロット（図示していない）の中心の孔を通して送込む方式が一般的に使用されており、回転テーブル（図示していない）でドリリングロット（図示していない）を回転させ堀進む工法が主流である。

掘削機の回転掘削部先端に薬液を送りながら掘削する機械の最上部で用いるウォータースイベルは、スイベル軸３を滑らかに回転させるために、２つのベアリング６，７を設け、薬液を中心の孔のみに圧送するために、パッキン４又はヒモ式パッキン材（グリスコートン）等をシール材として使用するのが一般適である。

従来のウォータースイベルは試錐用ポンプ（図示していない）から圧送される薬液の圧力を受けるとＶパッキン４が上から押されることにより横に膨らむ、このときスイベル軸３にパッキンが押しあたり、薬液がシールされる。このときスイベル軸３と回転軸カップリング８とドリリングロッド８は掘削のため回転している、又掘削機は掘削する地盤に適した加重をスイベル軸３と回転軸カップリング８とドリリングロット（図示していない）に加え掘削する。

一方掘削のためスイベル軸３が回転しているため、Ｖパッキン４とスイベル軸３とは常に摩擦状態で稼動している。

軟らかい地盤の中に硬い岩が現れた場合、又硬い地盤の次に軟らかな地盤が現れた場合等、掘削中の掘削機は衝撃を受ける。これらの衝撃をウォータースイベルの回転軸カップリング８とスイベル軸３を通してベアリング６，７およびＶパッキン４が受ける。

ベアリング６、７が衝撃を受けると、ベアリングが破損しやすくなり、良好に機能しなくなると、スイベル軸３の回転が不安定となってその結果Ｖパッキン４とスイベル軸３の双方に磨耗が増大する問題がある。

これを解消する手段の１つとして、Ｖパッキン４と接して回転するスイベル軸３の接面は耐摩耗性の高い硬質クロムメッキを施していた。しかし硬質クロムメッキはクロムの環境への悪影響から、又ＩＳＯ１４０００面からも採用したくない表面処理仕様となって来ている。又コスト高につながり製作期間も長くかかる課題があった。

また前記のような方法でスイベル軸３の耐久性を向上したとしても完全ではなく、薬液とＶパッキン４と接して回転するスイベル軸３の摩擦の課題と掘削時の衝撃の課題からやがて破損する。

従来の構造では、ウォータースイベルの機能が劣化した場合、掘削機の稼動を止めてウォータースイベルの主要部品であるＶパッキン４、スイベル軸３、ベアリング６、７を取替える必要があり、現場での取替えが出来ず復旧に時間がかかる課題がある。

本発明はこのような課題を解決されたためになされたものであり、掘削機への薬液を圧送するウォータースイベルにおいて、掘削時の衝撃に強く、環境面に配慮しながら、短期間で安価に製作可能であって、万一破損した場合でも容易に部品の交換が可能な構造のより耐久性に優れたウォータースイベルを提供することを目的としている。

掘削作業時、掘削杭孔内に薬液を圧送するウォータースイベルにおいて、薬液を通過させる通過孔を有し、ヘッド部が有する凸状内溝のうち広径側の溝部に機密を維持しながら内接する軸カバー９と、前記軸カバー９の凹溝に内接しながら、前記ヘッド１部の通加孔と同軸に回転するスイベルと、前記スイベル軸３から突出した円盤状部位を回転摺動自在に支持するベアリング７とを備え、前記ベアリング７の支持面と前記ヘッド１部との間に衝撃リング１０を軸カバーに直接触れない状態で、かつ隙間なく挟んだ状態で配置したことを特徴とするウォータースイベル。

前記の軸カバー９は、上部ヘッド１より薬液の圧力を受けて中心部に薬液を流し中心穴部以外の気密を保つ防止板９ａと，防止板０９ａを上部で支えながら下部で回転するスイベル軸３の間で気密・回転の相互機能を有するキャップ軸受け９ｂと、キャップ軸受け９ｂとスイベル軸３間で気密を保つパッキン９ｃを備えたことを特徴とする。

上記のように本発明のウォータースイベルは、内部機構において薬液の圧力による摩擦・掘削時の回転・衝撃から生じる劣化を少なくした構造であり、耐磨耗性・防水性・耐衝撃性が確保され寿命が延命した。

又ウォータースイベルの保全はスイベル軸３・Ｖパッキン・ベアリング６・７の取替えとなっており、掘削機の稼動を止めて取り替える必要があった上、製造元での修理対応となっていた。掘削現場での防止版９ａ、又はキャップ軸受け９ｂ、又はパッキン９ｂ等の主要部品単位の交換が可能になり、稼動中に一時停止状態での保全が可能となった。

硬質クロムメッキ仕様を廃止でき環境にやさしい製品が実現し、メッキ工程が無くなったことから製作期間が短くなり、原価を下げることが出来た。

ウォータースイベルは試錐ポンプ（図示していない）からの薬液圧力を受ける試錐ポンプ接続口２はヘッド１と一体構造になっており、ヘッド１とベアリングケース５は互いにネジで固着されている。又スイベル軸３と回転軸カップリング８もネジで固着さている。

スイベル軸３の中心の穴以外に被いを設けるための軸カバー９は防止板９ａ・キャップ軸受け９ｂ、パッキン９ｃから構成されている。

円柱状で中心部が貫通した形状の防止板９ａをキャップ軸受け９ｂ上方でヘッド１の内側との隙間をふさぐ位置に設け、圧力のかかった薬液が中心の孔以外には流れない構造となっている。防止板９ａはゴム材を採用しウォータースイベル組み立て時ヘッド１とキャップ軸受け９ｂ間の圧力で気密を保持できる構造となっている。

又、キャップ軸受け９ｂはスイベル軸３にキャップのようにかぶさる構造で、防止板９ａからの圧力のかかったキャップ軸受け９ｂをスイベル軸３で受けている。

又、パッキン軸受け９ｂとスイベル軸３間はパッキン９ｃを挿入し、防止板９ａと共に中心の孔以外に薬液が入らないようにシールをしている。パッキン９ｃは掘削する地盤の種類によっては挿入しないでもパッキン軸受け９ｂとスイベル軸３間の気密は確保されることもある。

キャップ軸受け９ｂは薬液の圧力を受けた防止版９ａの圧力を受け、掘削時、回転するスイベル軸３の上部と接触するため、金属材料のスイベル軸３とは異なる材質（樹脂等）を採用している。

堀削回転中のドリリングロット（図示していない）等の掘削機の加重をスイベル軸３が受け、スイベル軸３の加重を支えるベアリング７は、掘削する地盤の種類によっては中心部に穴の開いたベアリング７と同じ大きさの樹脂製の部品が代替品としても使用できる。

掘削時の衝撃による破損や劣化を防止するため、ヘッド１とベアリング７の外壁リングに位置する大きさの衝撃吸収リング１０を置き、掘削回転中、地盤の硬軟から発生する衝撃をベアリング７の外壁・衝撃吸収リング１０・ヘッド１で受ける構造とし、軸カバー９に衝撃のかからない構造とした。

本発明の実施形態を示すウォータースイベルの断面図 従来製品の実施形態を示すウォータースイベルの断面図

符号の説明

１ ヘッド
２ 試錐ポンプ接続口
３ スイベル軸
４ Ｖパッキン
５ ベアリングケース
６ ベアリング
７ ベアリング
８ 回転軸カップリング
９ 軸カバー
９ａ 防止板
９ｂ キャップ軸受け
９ｃ パッキン
１０ 衝撃吸収リング

Claims (2)

1. 地盤掘削作業時、掘削杭孔内に薬液を圧送するウォータースイベルにおいて、薬液を通過させる通過孔を有し、ヘッド部が有する凸状内溝のうち広径側の溝部に機密を維持しながら内接する軸カバーと、前記軸カバーの凹溝に内接しながら、前記ヘッド部の通加孔と同軸に回転するスイベル軸と、前記スイベル軸から突出した円盤状部位を回転摺動自在に支持するベアリングとを備え、前記ベアリングの支持面と前記ヘッド部との間に衝撃リングを軸カバーに接触しない状態で、かつ密着した状態で配置したことを特徴とするウォータースイベル。
2. 前記の軸カバーは、上部ヘッドより薬液の圧力を受けて中心部に薬液を流す機能を有し、中心穴部以外の気密を保つ防止板と、防止板を上部で支えながら下部で回転するスイベル軸の間で気密・回転の相互機能を有するキャップ軸受けと、キャップ軸受けとスイベル軸間で気密を保つパッキンを備えたことを特徴とする、請求項１に記載するウォータースイベル。

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